基于Edgecam的數控編程加工工藝表自動生成技術研究*

李鐵鋼

(沈陽工程學院 機械學院，沈陽　110136)

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基于Edgecam的數控編程加工工藝表自動生成技術研究*

李鐵鋼

(沈陽工程學院 機械學院，沈陽110136)

摘要：針對數控編程加工工藝表的智能生成問題，研究基于Edgecam軟件的自動化生成方法。首先，在基于Edgecam的基礎上提出了工藝表智能生成的系統設計方法，而后，論述了工藝表特征數據提取和Excel 工藝表格生成等關鍵技術，以Excel為后臺，利用VB.NET并結合PCI和PDI等二次開發語言編寫了程序，最后以典型零件的數控編程的實例證明了方法的有效性，實現了工藝表格的智能化和快速化生成，為其它產品數控編程的工藝表生成提供了借鑒。

關鍵詞：工藝表自動生成；Edgecam；二次開發

0引言

Edgecam是由英國Vero公司開發的智能數控編程軟件，主要應用在數控銑、數控車、數控線切割以及車銑復合加工等領域[1]，客戶數量居于獨立的CAM軟件前列，可讀取所有CAM軟件的CAD數據，具有完善的客戶二次開發工具，可定制復雜功能，適合開發自動化的編程系統。

現今數控加工工藝文件通常采用計算機編制后打印輸出。計算機機輔助數控加工技術文件的編制方法有：①利用WORD軟件繪制表格，利用CAD軟件繪制兩維平面圖形，將圖形插入WORD中打印輸出；②利用EXCEL軟件繪制表格，利用CAD軟件繪制兩維平面圖形，將圖形插入EXCEL中打印輸出；③利用AUTOCAD繪制表格和兩維平面圖形，打印輸出。④利用專業的CAPP軟件編制。這些方法編制的工藝規程和數控加工編程操作無邏輯相關性，工藝文件編制完成后，如果編程時修改了工藝要求，必須根據程序的編制修改工藝文件。

本文在Edgecam軟件平臺基礎上，開發了數控加工工藝表格自動生成系統，針對具體的加工工藝操作序列，自動生成數控加工工序清單的Excel表格，研究了系統設計、工藝表特征數據提取和Excel 工藝表格生成等關鍵技術。

1關鍵技術及實現方法

1.1系統設計

.NET是微軟用來實現XML、Web Services、SOA(面向服務的體系結構Service-Oriented Architecture)和敏捷性技術的新一代平臺，可構建互聯互通的基于標準、適應變化、穩定和高性能的應用系統。一個.NET應用是使用.NET Framework類庫編程，并運行于公共語言CLR(Common Language Runtime)上的應用程序[2]。

Edgecam基于.NET架構設計，具有豐富的PCI(Programming Command Interface)、PDI(Programming Development Interface)等二次開發語言，利用PCI和PDI可以訪問Edgecam的PPF數據文件；可以利用C++、C#、VB.NET等編程語言調用PCI和PDI工具，增加了設計的靈活性。

系統利用Excel輸出加工工藝表格，Excel 是功能強大的電子表格處理軟件，具有VBA開發接口，可開發應用程序。OLE(Object Linking and Embedding，對象連接與嵌入)技術是一種面向對象的技術，可開發重用的軟件組件COM，利用該組件不僅可以構建自己的應用程序，而且應用程序也可以通過開放組件的屬性和方法，提供給其它應用程序使用。Excel就是基于COM技術的應用程序，其它應用程序可通過編程，實現對Excel中的Application(Excel 對象)、Workbook(工作薄)、 Worksheet(工作表)和Range(單元格)等對象模型的操作[3-5]。

在Edgecam集成編程界面下調用VB.NET程序編寫的動態連接庫DLL文件，DLL程序訪問Edgecam的PPF文件和SQL Server數據庫提取工藝表格數據信息和進行計算，后臺打開Excel文件，輸出信息形成工藝數據Xls文件。

1.2工藝表特征數據提取

表1　工藝信息數據來源

數控加工工藝表上需要填寫的工藝信息很多，以銑削加工為例，有客戶名稱、圖號、圖紙版本號、零件規格與名稱、材料、使用加工設備名稱、工序號、程序號、編程原點、工裝夾具名稱與編號、工步號、刀號、刀具編號、加工內容、刀具類型、直徑、刃數、切削速度、進給量、工步加工時間、總加工時間、編制人和編制日期等。這些參數在Edgecam編程時在【設置】和【加工】的功能菜單命令中已經直接或間接定義，最終的信息存儲于Edgecam的數據PPF文件或SQL Server數據庫中，具體存儲如表1所示。零件尺寸規格的數據提取算法如圖1所示。

圖1　零件尺寸規格提取算法

Edgecam的SQL Server數據庫管理系統信息提供同企業ERP、MRPⅡ和EMS系統關聯的接口，在其數據表中可以選擇輸入資源毛坯和夾具的信息，其中表dbo.TS_STOCKS包含毛坯信息；表dbo.TS_FIXTURES_CUSTOM包含客戶訂制的夾具信息；表dbo.TS_MATERIAL包含材料信息。

對有些無前端制造數據庫的中小企業，在進行操作功能定義時可通過插入M指令實現夾具和材料項的管理。對于夾具項，點擊【M功能】→【Comment】，輸入注釋信息為“夾具：1A321-79”，其中冒號為全角和半角字符均可，但夾具和冒號間不允許有空白字符和其它字符，“1A321-79”為夾具編號，點擊確認。對于材料項，輸入注釋信息“材料：30CrMoSiNi2A”即可。

圖2　夾具定義

PCI訪問Edgecam首先利用InitCommand初始化命令句柄，而后用InitDigInfo命令初始化存儲區句柄，而后利用ExecCommand執行命令獲得動作或返回變量值。

Edgecam零件由一系列的Entities(實體)組成，每個Entity具有唯一的編號，在PDI中具有頭部和數據記錄兩部分。訪問Entity時首先利用函數pdi_get_header取得頭部信息，而后利用對應的函數取得Entity存儲的機床工序、加工定義、刀具定義和切削參數定義等數據。

1.3工藝表Xls文件生成

訂制一個空白的Xls標準數控加工工藝表的模板文件，文件包含一個名稱為Sheet1的工作表。生成Xls格式的具體程序算法如下：

①初始化COM組件；

②初始化Application對象、初始化Workbook對象和初始化Worksheet對象；

③打開標準模板文件另存為“零件名.Xls”文件；

④在工作表Sheet1填寫提取的圖號、編制日期、使用加工設備名稱、編程原點、客戶名稱、圖紙版本號、工序號、程序號、編制人、零件名稱、零件尺寸規格、材料、工裝夾具名稱與編號等共性工藝信息。

⑤拷貝Sheet1工作表形成一個名稱為Sheeti的工作表，i=1,2,…n；

⑥在Sheeti中按行由上到下依順序輸出工步號、刀號、刀具編號、刀具類型、直徑、刃數、加工內容、切削速度和進給量等信息；

⑦如果每頁到達最大行數，則返回⑤建立下一張工作表，繼續輸出到所有工序輸出完成止；

⑧刪除工作表Sheet1，將Sheeti依據順序重新命名為“第1頁”、“第2頁”…等；

⑨保存Xls文件；

⑩關閉Application對象；

2應用實例

利用某接頭類零件銑切加工的編程測試，零件形狀和其編程操作的瀏覽器視圖如圖3所示，零件規格為5×4.5×1，單位為英寸，加工刀具所用的尺寸單位也為英寸。

圖3　加工操作

生成的Xls格式工藝表格如圖4所示。從執行結果看，程序執行時間為5s，對比PPF中的定義的參數、瀏覽器視圖中的操作步驟、加工命令的切削參數和刀具的參數，發現生成結果正確，驗證了系統設計和程序設計的正確性。

圖4　Xls形式工藝表格

3結論

基于Edgecam軟件平臺，利用VB.NET結合Edgecam的二次開發工具PCI和PDI，利用Excel的OLE技術開發了數控編程加工工藝表自動生成系統，重點論述了系統設計、工藝表特征數據提取和Excel 工藝表格生成等關鍵技術，完成了系統的開發并利用典型實例測試，生成了合格的加工工藝表格，為其它的智能化工藝表生成提供了借鑒作用。

[參考文獻]

[1] 韓慶瑤, 韓芝龍, 路世強. 基于 EdgeCAM 的數控加工技術在模具加工中的應用[J]. 機床與液壓，2009，37(6)：214-216.

[2] 李鐵鋼. 基于Edgecam的電極自動化編程系統開發[J]. 制造業自動化，2015，37(1)：127-129.

[3] Excel Home. Excel VBA實戰技巧精粹[M]. 北京：人民郵電出版社，2013.

[4] 李鐵鋼. 車銑復合集成數字化制造技術[J]. 組合機床與自動化加工技術，2013(2)：121-123.

[5] YUNqing Rao，Gang Huang，Peigen Li，et al. An integrated manufacturing information system for mass sheet metal cutting [J]. Int J Adv Manuf Techno，2007，33：436-448.

(編輯趙蓉)

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——本刊編輯部

Research on Processes Form Automatically Generating for CNC Programming Based on Edgecam

LI Tie-gang

(School of Mechanical Engineering，Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,China)

Abstract：In order to solve the intelligently generating of processes form in CNC programming, the method of automatic generating based on Edgecam software was introduced. Firstly, the ideas for intelligent generating in Edgecam is proposed, then, the key technology of feature extraction of processes form and writing method by Excel were studied, the program was written in VB.NET, PCI, PDI and other secondary development languages in Edgecam, finally, the case study used in a typical part with the proposed method, which provides reference for the processes form generating intelligently and rapidly in other product.

Key words：processes form automatically generating; Edgecam; secondary development

中圖分類號：TH162;TG506

文獻標識碼：A

作者簡介：李鐵鋼(1973—)，男，沈陽人，沈陽工程學院高級工程師，副教授，博士，研究方向為先進制造技術，(E-mail)ltgchina@126.com。

*基金項目：國家自然科學基金資助項目(50975043)；遼寧省博士啟動基金資助項目(20141096)

收稿日期：2015-04-05

文章編號：1001-2265(2016)02-0126-03

DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.02.036